方斗山隧道隧址區(qū)區(qū)域水文地質(zhì)條件復(fù)雜，同時地下水的資源量也十分豐富，由地下水涌、突水現(xiàn)象導(dǎo)致的環(huán)境工程地質(zhì)問題對隧道施工、運營的影響和危害也很突出。隧址區(qū)可溶性碳酸鹽巖類分布較廣，巖溶發(fā)育，除巖溶對隧道穩(wěn)定性有影響外，其中豐富的巖溶水產(chǎn)生的突水、突泥等災(zāi)害的影響也很突出。

方斗山隧道底板高程542.63～1038.14m，隧道施工過程中，將逐步形成以隧道為中心的降落漏斗，隨著隧道內(nèi)地下水的不斷排出，勢必引起地下水位大幅下降，地下水水力坡度加大，流速加快，同時，部分被堵塞的巖溶通道也將被疏通，涌水量逐漸加大，直至形成穩(wěn)定的降落漏斗后，水量逐步回落，趨于平穩(wěn)。

建設(shè)中或建成后的隧道在疏干區(qū)內(nèi)靜水儲量的同時，不但會直接引起區(qū)內(nèi)地下水水位的整體下降，而且將引起巖溶地貌地表的大面積沉降和塌陷。因此，做好透水的預(yù)測和應(yīng)對預(yù)案尤其重要。

一、涌水地段

(一)、主要防范措施

從“查、測、探、放、堵”五個方面擬定預(yù)測及應(yīng)對預(yù)案。

1、查

①、根據(jù)地質(zhì)資料，掌握各分層的含水性和透水性；

②、裂隙和斷層位置、破碎帶位置、含水情況和導(dǎo)水性能；

③、老窯、古井和的分布范圍、深度和積水情況；

④、圍巖破壞及地表塌陷情況，觀測巖層塌落帶、斷裂帶、沉降帶、彎曲帶的高度及其對涌水的影響；

2、測

①、收集當?shù)貧庀?、降水量和河流、水文地質(zhì)資料，查明地表水的分布；

②、查明井水的來源；http://www.mkaq.org

③、觀測涌水量及其變化規(guī)律；

3、探

①、堅持“有疑必探，先探后掘”的探防水原則；

②、下列情況必須探水前進：

a、接近可能積水的部位；

b、接近含水層、導(dǎo)水斷層、溶洞和導(dǎo)水陷落柱時；

c、接近可能與水井、泉水相通的斷層破碎帶時；

d、接近有出水可能的鉆孔時；

e、接近其它可能出水地區(qū)時；

③、探水作業(yè)參數(shù)

A、探水的起點

a、當采空區(qū)、溶洞、廢棄硐室等積水區(qū)的位置準確，在隧洞中不得小于20米；

b、對積水區(qū)有圖紙，但不能確定積水區(qū)邊界時，其最小距離不得小于60米；

c、遇斷層或陷落柱時，最小距離不得低于20米；

B、鉆孔深度與超前距離

采用過探過掘時，探水鉆孔的孔底位置必須始終保持超前掘進工作面一定距離；

C、探放水鉆孔直徑<75㎜；

D、探水鉆孔數(shù)目，不少于3個，一般布置為扇形；

④、探放水的安全措施

a、加強鉆場的巷道支護；

b、配備與探放水量相適應(yīng)的排水設(shè)備；

c、在打眼地點或附近設(shè)專用電話；

d、測量和探放水人員必須親臨現(xiàn)場指揮；

e、鉆孔內(nèi)水壓較大時，應(yīng)采用反壓和主噴裝置的方法鉆進；

f、鉆進時，發(fā)現(xiàn)煤巖松軟、片幫、來壓或鉆孔中的水壓、水量突然增大，以及有頂鉆等異常情況時，必須停止鉆http://www.mkaq.org進，但不得撥出鉆桿，現(xiàn)場負責(zé)人立即向地面指揮人員報告，并派人觀測水情，如發(fā)現(xiàn)情況緊急時，必須撤出所有受威脅地區(qū)的人員，然后采取措施進行處理；

4、放

根據(jù)地質(zhì)勘測報告，放水容易造成塌方，在一般情況下不采取放水。在必要的情況下采取。

①、疏放水方法

a、直接放水法：適用于水量不大時；

b、先堵后放：先堵積水點，然后排放積水；

c、先放后堵：水源補給量不大；

d、地面疏放

e、利用鉆孔疏放

②、疏放水注意事項

探到水源后，水量不大時，一般可用探水鉆孔放水；在水量很大時，需要打鉆孔，直徑為50～70㎜

a、鉆孔放水前，必須估計水量，控制放水量；

b、鉆孔放水量，必須設(shè)專人測定水壓、水量等情況；

c、在放水設(shè)計中，應(yīng)規(guī)定好人員撤退路線；

5、堵

根據(jù)地質(zhì)勘測報告，隧道透水主要采取以堵為主的施工方案，可采用超前探水、超前帷幕灌漿，超前堵水。一般在下列情況下應(yīng)采用注漿堵水：

當涌水水源本身水量不大，但與其它水源有密切聯(lián)系，單純用排? 水方法不可能或不經(jīng)濟時；

當隧道必須穿過含水層或充水斷層，如果不堵住水源使掘進無法進行時；

當隧道嚴重淋水時；

(二)、施工安全措施

受到斷層破碎帶的影響，巖體不完整，自穩(wěn)性差，可能有涌水現(xiàn)象，為確保安全、高質(zhì)量的通過不良地質(zhì)地段，結(jié)合設(shè)計文件及以往經(jīng)驗制定主要施工安全措施。

1.加強地質(zhì)預(yù)報

利用超前地質(zhì)探孔的施作，能直觀、有效探明前方水文地質(zhì)情況，判斷是否由發(fā)生涌水的可能性，并排除部分地下水，減少水量，降低水壓；并請有資質(zhì)單位進行地質(zhì)雷達超前地質(zhì)預(yù)報，以便進行綜合分析。

2.預(yù)放水施工

根據(jù)超前鉆孔預(yù)報情況，如果有涌水的可能，在涌水段以前10～20米處進行超前預(yù)放水。放水孔采用潛孔鉆機打http://www.mkaq.org孔，孔徑Φ89，根據(jù)預(yù)探含水情況布設(shè)放水孔數(shù)量及位置。

3.預(yù)先增加排水設(shè)備出

為確保施工安全，出口在隧道內(nèi)提前開挖集水坑，以利于涌水收集，同時配備2臺150m3/h的污水泵提前安裝在集水坑上，輸水管道采用Φ100鋼管接至沉甸池，另外出口增設(shè)移動泵站和備用水泵，正常情況下，掌子面利用電動潛水泵排水、有特大涌水、突水時，將移動泵站及備用水泵移至掌子面排水，各級泵站的水泵全部啟動。進口隧道內(nèi)提前施工好排水溝與地面涵洞相聯(lián)通，并隨時確保水溝暢通。

(三)、 防排水措施

對地下水要“防、排、截、堵”結(jié)合，形成暢通的排水通道，原則上采用超前鉆探、單層超前大管棚和周壁小導(dǎo)管雙液注漿堵水（掌子面不注漿），在初期支護中鉆孔引水設(shè)置多層Ω型排水半管，將水引入縱向排水管、橫向排水管，出口流入積水坑集中排出洞外，進口通過排水溝排出洞外。

(四)、掘進施工方案

總體施工方法采用分布開挖法（即環(huán)形開挖留核心土法）。

1.開挖前進行超前預(yù)報，探明掌子http://www.mkaq.org面前方圍巖及含水情況。

2.施工順序如下：

(1)按設(shè)計施作φ50mm長3.0m的超前小導(dǎo)管并注漿(有水段為雙漿液，無水段為單漿液)。

(2)隧道開挖拱部，并進行混凝土封閉巖面3至5cm。

(3)施作系統(tǒng)錨桿，掛網(wǎng)，架設(shè)拱架后，復(fù)噴至設(shè)計厚度。

(4)隧道開挖中部，并進行混凝土封閉巖面3至5cm。

(5)施作系統(tǒng)錨桿，掛網(wǎng)，架設(shè)拱架后，復(fù)噴至設(shè)計厚度。

(6) 隧道清底，地方進行混凝土填充。

(7)掛防水板，施作二次襯砌。

(五)、施工注意事項

㈠ 嚴格落實施工的操作規(guī)程，當上半斷面支護作業(yè)完成后，及時埋設(shè)圍巖量側(cè)點，對開挖后水平凈空變化量和拱頂沉降量進行跟蹤量測。一般每5米設(shè)1個量測斷面，每天量測3次，量測數(shù)據(jù)要及時反饋，用于指導(dǎo)正在進行的開挖及支護作業(yè)。

㈡? 支護用的鋼拱架，應(yīng)保證其安設(shè)上、下垂直，緊貼巖面，鎖定牢固，達到最佳受力狀態(tài)。加上分節(jié)時應(yīng)結(jié)合每部開挖斷面高低，以便牢固對接。

㈢ 開挖時，工作面不宜垂直，嚴禁中下部有較大坑洼，應(yīng)通過調(diào)整打眼深度，使工作面具有一定的坡度，以利于保證工作面的自穩(wěn)能力。

二、溶洞地段

(一)、溶洞的預(yù)測及應(yīng)對措施

采用物探、鉆探等技術(shù)對溶洞進行精確預(yù)測，當隧道施工遇到溶洞時，應(yīng)根據(jù)設(shè)計文件有關(guān)資料，超前地質(zhì)預(yù)報、現(xiàn)場實際查明溶洞分布范圍、類型情況(大小、有無水、溶洞是否在發(fā)育中以及其充填物)，巖層的穩(wěn)定程度和地下水流情況(有無長期補給來源，雨季水量有無增長)等，分http://www.mkaq.org別以引、填、越、繞等措施進行處理。并配合設(shè)計溶洞處理施工圖紙進行處理。

1、溶洞跨越處理

當溶洞規(guī)模較大、溶洞內(nèi)充填物松軟，基礎(chǔ)處理工程修建困難、耗資巨大，或者溶洞雖小但水流較大時，可根據(jù)具體條件采用相應(yīng)的梁跨、板跨等形式跨越巖溶地段。

此方式一般采用鋼筋混凝土梁跨越，梁體采用抗侵蝕混凝土。當隧道襯砌斷面需要開挖圍巖才能滿足凈空要求時，應(yīng)先開挖圍巖，再施工跨越結(jié)構(gòu)，以確保安全，同時應(yīng)注意不同受力結(jié)構(gòu)間的斷縫設(shè)置及連接措施設(shè)置。

2、封閉處理

已停止發(fā)育的干溶洞，在考慮有效的過水通道后，可采用混凝土、漿砌片石或干砌片石堵塞、充填溶洞。

3、錨桿、鋼管加固處理

為防止洞穴巖壁或頂板坍塌，在清除松動巖石困難的情況下，可采用錨桿或大鋼管、鋼軌加固巖體。此時隧道襯砌應(yīng)考慮抗沖擊措施，一般是采用明洞襯砌，襯砌頂部設(shè)置回填體，其表面設(shè)置護面結(jié)構(gòu)，回填體以上空間的溶洞洞壁采用錨桿、鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土封閉支護；若溶洞較大，可設(shè)置橫向鋼軌橫或設(shè)人字形鋼軌柵架。

4、支頂處理

當隧道穿過的溶洞由碎、塊石及淤泥土充填，充填物的松散密實程度不一時，隧道底部應(yīng)考慮采用鋼筋混凝土底板，清除底板下松散體，回填碎石，并在底板下加設(shè)鋼筋混凝土樁進行支頂。

(二).巖溶水處理

1、巖溶水的處理

對巖溶水的處理通常原則是以“排”為主，截、堵、排、防相結(jié)合的綜合處理措施，筆者認為應(yīng)該是以“通”為主，截、排、堵相結(jié)合的綜合處理措施?！巴ā笔侵副M量保持原有過水通道，不能因為隧道的修建發(fā)生大的變化;“截”是指截斷原有地下水通道，改走其他通道；“堵”是封死相交的地下水通道；“排”是特指引入隧洞，通過排水溝排走；“防”是指防止地下水進入隧道即可。

巖溶水處理的較大工程措施有泄水洞和涵洞兩類，采用泄水洞排水屬于“排”和“截”的范圍，采用涵洞過水屬于“通”和“截”的范圍。

2、泄水洞排水http://www.mkaq.org

當預(yù)測到隧道區(qū)域的巖溶水量大、水壓大，而隧道確實無法避開時，需考慮專門設(shè)置排水隧洞，達到排除巖溶水，降低地下水位，保持隧道干燥和施工安全的目的。

泄水洞應(yīng)位于地下水來向的一側(cè)，為防止巖溶水突然襲擊，施工中要采用超前鉆孔探測，預(yù)備足夠的抽水設(shè)備。泄水洞的設(shè)置可能對生態(tài)環(huán)境有不利影響，是否采用應(yīng)從施工、環(huán)保、安全等多方面進行評價，以保證方案考慮周全，成本最低。

3、涵洞、倒虹管吸過水

隧道斷面與巖溶水相交時，為保證巖溶水暢通，在隧道底部設(shè)鋼筋混凝土圓涵，或倒虹管，同時涵洞出入口周邊至隧道邊墻外緣采用漿砌片石回填密實。

在采用此方案時要正確考慮涵洞過水斷面，一般應(yīng)按豐水季節(jié)流量考慮。

(三)其他要考慮的問題

1、洞穴堆積物及地表塌陷處置

洞穴堆積物的特點是松軟、下沉量大、強度低、穩(wěn)定性差。當隧道必須穿越洞穴堆積物地段時，可采用樁基、換填、注漿等加固巖體的處理措施。

隧道中地下水滲流排泄，導(dǎo)致巖溶地面塌陷，使地質(zhì)環(huán)境遭到破壞，造成隧道開挖時坍方、涌水、涌砂及突泥等危害。隧道通過巖溶地段時的地面塌陷形成過程和突然發(fā)生所參與的力是相當復(fù)雜的。施工中可采用化學(xué)注漿和管棚支撐開挖，同時從地表高壓注漿，固結(jié)塌陷松散體，避免出現(xiàn)突泥現(xiàn)象。

2、設(shè)計階段工程量估算

要準確估算隧道遭遇大型溶溝、溶槽時的工程量是困難的，不同的溶洞形態(tài)、位置有不同的方案，各方案的工程量差異很大，這些只能在工程的預(yù)備費用中考慮。

如果在隧道勘察階段已經(jīng)明確可知隧道必然遭遇到的大型溶洞數(shù)量、類型及位置，可提前進行預(yù)設(shè)計，盡可能使工程量估算有個參考范圍，作為調(diào)整預(yù)備費用費率的參考。